ITRM20120356A1 - Dispositivo di generazione di energia elettrica dal volo di un aquilone - Google Patents

Description

TITOLO: Dispositivo di generazione di energia elettrica dal volo di un aquilone

Campo dell’invenzione

L’invenzione concerne un dispositivo di generazione dell’energia elettrica dall’energia eolica, in particolare usando le forze aerodinamiche dei venti agenti su un aquilone in volo.

Stato della tecnica

Sono noti sistemi che mirano a recuperare l’energia del vento che agisce su aquiloni in volo e mediante dispositivi di generazione di corrente elettrica accumulano tale energia oppure la immettono in una rete di distribuzione elettrica.

In questi sistemi l’aquilone librato in volo à ̈ collegato tramite dei cavi ad una stazione di terra da cui, operando opportunamente sulla tensione dei cavi, si permette all’aquilone di descrivere un traiettoria prestabilita. Tali dispositivi in generale permettono alle forze generate lungo i cavi dai movimenti di aquiloni sui quali agiscono forze aerodinamiche prodotte dai venti, opportunamente trasmesse ad una base montata su un supporto fissato al suolo e munita di una testa rotante cui à ̈ solidalmente fissato un braccio, da cui i cavi si dipartono di generare potenza elettrica generata che viene immessa in rete attraverso un sistema che trasforma il moto rotatorio alternato indotto dalle forze dei cavi collegati all’aquilone in una rotazione continua e a velocità costante del rotore di un generatore elettrico, cosicché questo possa erogare correnti alternate a frequenza costante atte ad essere immesse nella rete elettrica (a frequenze prestabilite, 50 Hz nel sistema europeo, 60 Hz nel sistema statunitense).

Un sistema di questo tipo à ̈ descritto nel documento EP0841480A1 che divulga un sistema di trasformazione dell’energia eolica mediante aquiloni in energia elettrica. Un sistema del genere non risolve alcuni problemi che derivano dall’irregolarità e non uniformità delle forze aerodinamiche originate dal vento che all’altezza alla quale volano gli aquiloni à ̈ turbolento.

E’ pertanto sentito il bisogno di migliorare il rendimento di sistemi di generazione dell’energia dal volo di aquiloni che sfrutti meglio l’energia del vento, anche in situazioni di turbolenza del flusso.

Sommario dell’invenzione

Scopo quindi dell’invenzione à ̈ quello di fornire un dispositivo di generazione dell’energia elettrica dall’energia eolica per mezzo di un aquilone che aumenti il rendimento della trasformazione e che sia particolarmente adattabile al flusso non uniforme del vento.

La presente invenzione pertanto, si propone di raggiungere gli scopi sopra descritti mediante un dispositivo di generazione dell’energia elettrica dall’energia eolica comprendente almeno un aquilone , uno o più cavi di tiro, una testa rotante messa in rotazione dai cavi di tiro dell’aquilone quando esso à ̈ in volo, un braccio collegato da una parte alla testa rotante e dall’altra agli almeno uno o più cavi di tiro, almeno due rotismi epicicloidali incorporanti treni di ingranaggi, macchine elettriche reversibili atte a controllare la coppia su detti treni di ingranaggi, una unità di controllo configurata per controllare simultaneamente ed indipendentemente la tensione dei cavi di tiro dell’aquilone, variando il momento resistente della testa rotante, e della velocità angolare della macchina elettrica che eroga corrente alternata alla rete.

Grazie a queste caratteristiche il dispositivo dell’invenzione porta i seguenti vantaggi; ottimizza, in modo auto-adattativo, le prestazioni energetiche del gruppo, regolando la resistenza alla rotazione che la testa rotante esibisce ai cavi connessi all’aquilone. E’ infatti importante, ai fini dell’ottimizzazione della funzionalità del dispositivo e della stabilizzazione del volo dell’aquilone stesso, che la tensione dei cavi sia controllabile dal dispositivo, specificamente in modo che l’angolo che i cavi di tiro dell’aquilone formano con l’asse del braccio solidale alla testa rotante, braccio da cui detti cavi si dipartono, sia controllabile. Questo deriva dall’adozione di due variabili di attuazione distinte inserite nel loop di controllo agendo su variabili di controllo che possono essere dinamiche o cinematiche. Più precisamente, il dispositivo agisce su rapporti di trasmissione variabili e/o su momenti motori e frenanti variabili. A seconda di come sono scelte le variabili di controllo nell’architettura del dispositivo, sono possibili diverse forme di realizzazione. Il doppio controllo ha la funzione di poter controllare indipendentemente e simultaneamente il moto della testa rotante, direttamente trascinata dai cavi di tiro dell’aquilone, e la velocità angolare del generatore collegato alla rete. Tali due richieste di controllo sono soddisfatte simultaneamente ed indipendentemente dall’adozione dei due controlli cinematici e/o dinamici descritti nelle diverse forme di realizzazione.

Inoltre il dispositivo dell’invenzione offre due ulteriori vantaggi: la presenza di un’articolazione nel braccio che ne permette l’inclinazione azimutale rispetto alla testa rotante, sfruttando anche l’energia meccanica prodotta dalla rotazione azimutale del braccio indotta dalle forze dei cavi oltre a quella dovuta alla rotazione della testa, mediante l’introduzione di un dispositivo di combinazione dei moti di rotazione della testa attorno ad un’asse verticale e di rotazione azimutale del braccio, e guida migliore dei cavi perché il braccio flessibile permette ai cavi di dispiegarsi dalla testa rotante secondo un arco a più grande raggio di curvatura, diminuendo in tal modo gli effetti di usura dei cavi stessi prodotti dallo scorrimento di questi ultimi su gole e carrucole presenti lungo il braccio.

Breve descrizione dell figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di un dispositivo di generazione dell’energia elettrica dall’energia eolica ricavata dal volo di un aquilone illustrato, a titolo esemplificativo ma non esclusivo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

La Fig. 1 rappresenta uno schema generale di una prima forma di realizzazione del dispositivo dell’invenzione,

La Fig. 2A rappresenta un dettaglio di un componente del dispositivo della Fig. 1, in un prima forma di realizzazione,

La Fig. 2B rappresenta un dettaglio di un componente del dispositivo della Fig. 1, in una seconda forma di realizzazione,

La Fig.3 rappresenta un dettaglio di un ulteriore componente del dispositivo della Fig.

La Fig.4 rappresenta un dettaglio di un ulteriore componente del dispositivo della Fig. 1,

La Fig.5 rappresenta il dispositivo della Fig.1 in forma assemblata,

La Fig. 6 rappresenta uno schema generale di una seconda forma di realizzazione del dispositivo dell’invenzione,

La Fig. 7 rappresenta uno schema generale di una terza forma di realizzazione del dispositivo dell’invenzione,

La Fig. 8 rappresenta uno schema generale di una quarta forma di realizzazione del dispositivo dell’invenzione,

La Fig. 9 rappresenta alcuni particolari del dispositivo dell’invenzione delle figure precedenti,

La Fig. 10 rappresenta alcuni particolari del dispositivo dell’invenzione delle figure precedenti,

La Fig.11 rappresenta uno schema generale di una quinta forma di realizzazione del dispositivo dell’invenzione,

La Fig. 12 rappresenta di un componente del dispositivo dell’ invenzione delle figure precedenti;

La Fig.13 rappresenta un dettaglio di un componente del dispositivo della Fig.11, La Fig.14 rappresenta uno schema di un dettaglio del dispositivo dell’invenzione. Gli stessi numeri di riferimento nelle figure indicano gli stessi elementi o componenti.

Descrizione di forme di realizzazione preferite dell’invenzione

La Fig. 1 rappresenta una delle realizzazioni preferite del dispositivo. L’aquilone K à ̈ collegato mediante i cavi di tiro C al braccio A solidale alla testa rotante RH (o secondo la variante presentata di seguito, collegato anche mediante un’articolazione rispetto alla testa rotante RH, (vedi Fig. 9) che ha la possibilità di ruotare attorno all’asse z ortogonale al piano sul quale la macchina poggia attraverso il suo telaio fisso FR (vedi Fig. 9). La testa rotante RH à ̈ solidale ad un asse verticale 2 (vedi Fig. 2) che la collega al dispositivo RR, un sistema riduttore-rettificatore che provvede a moltiplicare opportunamente il numero dei giri della testa ed à ̈ dotato di un gruppo a doppia frizione che permette di rendere unidirezionale il moto dell’asse di uscita 20 dal dispositivo RR.

Sull’asse 2 à ̈ montato un sensore di velocità e coppia S2, sull’asse 20 il sensore di velocità e coppia S3. Entrambi i sensori inviano i segnali all’unità di controllo CU. Secondo la Fig. 2, l’asse di ingresso 2 trasmette il moto alla ruota 4 ad esso solidale, la quale a sua volta impartisce il moto alla ruota 3 e alla 3’ e poi alla 5 cui à ̈ solidale un disco di frizione 5’ al quale si può rendere solidale il tamburo 10 mediante un meccanismo di innesto di quelli dell’arte nota. Il meccanismo di innesto à ̈ comandato dall’attuatore 13 controllato dall’unità di controllo CU. La catena cinematica 4, 3, 3’, 5, 5’, 10 permette di avere in uscita sull’asse 20 una velocità angolare superiore a quella di ingresso sull’asse 2 ed equiversa rispetto a quest’ultima. In parallelo a questa catena cinematica, la catena di ruote 4, 7, 8, 8’, 9, 9’ (la ruota oziosa 7 provvede all’inversione della rotazione) terminante con il disco di frizione 9’, produce invece in uscita sull’asse 20, una velocità angolare in modulo uguale a quella in uscita sulla ruota 5’, ma di direzione opposta. Pertanto l’attuatore 13 permette di determinare se il moto dell’asse 20 deve essere equiverso o di verso opposto rispetto all’asse 2, seppur con lo stesso rapporto di trasmissione tra la velocità dell’asse di ingresso 2 e quello dell’asse di uscita 20.

L’attuatore 13, ad ogni inversione della velocità della testa rotante RH, segnalata dal sensore S2 che trasmette il dato all’unità di controllo CU, cambia il tipo di innesto, rendendo solidali alternativamente i dischi 5’ e 9’ al tamburo 10, solidale quest’ultimo all’asse di uscita 20. Pertanto, indipendentemente dal moto della testa RH, la velocità angolare dell’asse 20 ha sempre lo stesso verso.

L’uscita di velocità dall’asse 20 à ̈ trasmessa al blocco S-CVT 1 disegnato in Fig. 1. Il dettaglio della struttura interna di questo blocco à ̈ fornita nei disegni di Fig. 3. L’ingresso 20 entra all’interno della scatola di riduzione a rotismo epicicloidale 14, solidale al telaio fisso della macchina (vedi Fig. 9) ed à ̈ precisamente solidale al portatreno 16 sul quale sono montati i due satelliti 19 e 17 folli sugli assi solidali al portatreno 16. Il solare 15 dell’epicicloidale à ̈ invece solidale agli avvolgimenti rotorici MGR di una macchina elettrica reversibile (funziona sia da motore che da generatore). Lo statore MGS di detta macchina elettrica à ̈ invece solidale al telaio fisso FR della macchina (vedi Fig. 9). Infine l’uscita dalla scatola di riduzione 14 à ̈ sull’asse 21, solidale all’anello esterno 18 del rotismo. Il rotismo à ̈ proporzionato in modo tale che, quando il gruppo motore-generatore, composto dalle parti statorica e rotorica MGS-MGR, opera in condizioni che indichiamo di regime (quelle di maggiore durata rispetto alla durata del periodo della traiettoria di volo dell’aquilone), allora questo funzioni da generatore di corrente che, attraverso i circuiti di controllo RC pilotati dall’unità di controllo CU, caricano l’unità di immagazzinamento dell’energia elettrica EB1, che può essere costituita da batterie elettriche di quelle dell’arte note e/o anche da sistemi di super-capacitori. In queste condizioni al solare 15 à ̈ applicata una coppia resistente. Qualora l’unità di controllo CU, sulla base dei dati inviati dai sensori S1, S2, S3, S4, S5, lo ritenesse necessario, ed in particolare quando l’angolo che i cavi di tiro formano con l’asse del braccio A esce fuori dal range previsto dal protocollo di controllo e la tensione stessa dei cavi diventi più grande o più piccola di valori ritenuti ottimali, ancora secondo il protocollo di controllo dell’unità CU, allora la CU stessa comanda ai circuiti di controllo RC di azionare la macchina elettrica MGS-MGR in modo che questo funzioni da motore e non più da generatore, incrementando la coppia resistente applicata al solare 15, oppure fornendo coppia motrice al solare 15, in modo da riportate i valori del tiro dei cavi e/o degli angoli che questi formano con l’asse del braccio A, e rilevati dal set di sensori S1, nell’intervallo desiderato e specificato dal protocollo di controllo della macchina elettrica MGS-MGR.

Tale intervento produce la regolazione ottimale dello stato tensionale dei cavi di tiro dell’aquilone e una modificazione della coppia e della velocità in uscita, misurate mediante il set di sensori S4 sulla ruota anulare 18 che conduce, attraverso l’asse 21, a modificare la potenza meccanica trasmessa ai gruppi successivi ed in particolare alla macchina elettrica G, appartenente alla categoria di quelle note allo stato dell’arte, che invia energia alla rete elettrica EN (vedi Fig. 1).

La Fig. 1 mostra che all’uscita dell’asse del gruppo S-CVT 1, solidale all’asse 21, à ̈ presente il volano F, non strettamente necessario ai fini del funzionamento del sistema, che permette di immagazzinare energia meccanica, che può essere in parte utilizzata dal successivo gruppo S-CVT 2 adibito alla stabilizzazione della velocità di rotazione della macchina elettrica G.

Il gruppo S-CVT 2, descritto nella Fig. 4, à ̈ del tutto analogo, in via di architettura costruttiva, al gruppo S-CVT 1, ad eccezione del dimensionamento dei singoli componenti che dipendono invece dalle specifiche di funzionamento del dispositivo nel suo complesso e dai protocolli di controllo. S-CVT 2 riceve il moto dall’asse 21 solidale al volano F, ed in condizioni di funzionamento che indichiamo di regime, ossia quelle di durata prevalente rispetto alla durata del periodo della traiettoria di volo dell’aquilone, questo funziona da generatore di corrente che, attraverso i circuiti di controllo RC pilotati dall’unità di controllo CU, caricano l’unità di immagazzinamento dell’energia elettrica EB2, che può essere costituita da batterie elettriche di quelle dell’arte note e/o anche da sistemi di super-capacitori. In queste condizioni al solare 23 à ̈ applicata una coppia resistente. Si noti che all’asse 28 à ̈ richiesto di rotare a velocità angolare quasi costante, solo con piccole fluttuazioni ammissibili, per garantire che la frequenza della corrente alternata inviata alla rete EN sia quasi a frequenza costante (50 Hz nello standard europeo, 60Hz nello standard statunitense). Qualora l’unità di controllo CU, sulla base dei dati inviati dai sensori S1,S2,S3,S4,S5, lo ritenesse necessario secondo il protocollo di controllo, ed in particolare quando la velocità dell’asse di uscita 28 si modifichi, allora la CU stessa comanda ai circuiti di controllo RC di azionare il gruppo MGS-MGR in modo che funzioni da motore, incrementando la coppia resistente o fornendo coppia motrice al solare 25, alterando in tal modo il bilancio di momenti e velocità angolari dei rotismi 23,24,22 e 26 e regolando in tal modo la velocità di uscita dell’asse 28, che il protocollo di controllo della CU prescriverà prefissata ad un valore noto, dipendente dalle coppie polari presenti nella macchina elettrica G.

Pertanto la regolazione della coppia sul sistema MGS-MGR del dispositivo S-CVT 2 mediante i circuiti di controllo RC permette di compensare fluttuazioni di potenza in arrivo dall’asse 21 e alla ruota 25, compensando, mediante la rotazione della ruota 23, con la velocità di rotazione dei satelliti 22 e 24, la velocità della ruota anulare 26 solidale all’asse 28 che pone in rotazione la macchina elettrica G, tenuta così a velocità di rotazione costante.

La Fig. 5 mostra il dettaglio del sistema descritto secondo la prima realizzazione. In tal caso le variabili di controllo impiegate sono entrambe dinamiche, essendo controllati, mediante i sistemi motore-generatore MGS-MGR le coppie (variabili dinamiche) che agiscono sui solari 16 e 25 rispettivamente dei gruppi epicicloidali S-CVT 1 e S-CVT 2.

Si noti che l’energia elettrica accumulata nei sistemi EB1 e EB2 (eventualmente anche elettricamente collegati o parte dello stesso pacco batterie) viene in media restituita, se il sistema à ̈ opportunamente dimensionato, al generatore G e quindi reimmessa nella rete EN, mediante l’azione di compensazione effettuata dai dispositivi in serie S-CVT 1 e S-CVT 2.

Un’altra possibile realizzazione del dispositivo vede la sostituzione del gruppo S-CVT 1 con un gruppo alternativo denominato P-MG, che si inserisce nello schema della macchina come si vede dalla Fig. 11. Il dettaglio del gruppo P-MG à ̈ descritto nella Fig. 13. In questo caso l’azione di regolazione dello stato tensionale dei cavi dell’aquilone à ̈ realizzato sempre attraverso il controllo di coppia esercitato da un gruppo motore-generatore MGS-MGR che però agisce in modo diretto con una coppia applicata sull’asse 20 per il tramite della ruota 62 alla quale il motoregeneratore à ̈ collegato attraverso il rotismo riduttore 61, 60, 62. Tale azione diretta, può in alcuni proporzionamenti della macchina e per certi protocolli di controllo, presentare il vantaggio di modificare in misura minore la velocità dell’asse di uscita 21 quando si debba frenare o accelerare la testa rotante RH per regolare la tensione dei cavi di tiro, richiedendo al gruppo S-CVT 2 interventi di regolazione più contenuti. Nella forma di realizzazione del dispositivo dell’invenzione che prevede un controllo dinamico e/o cinematico, i dispositivi di controllo S-CVT 1 e S-CVT 2 possono controllare anziché le variabili di coppia, ossia variabili dinamiche, anche/oppure variabili cinematiche. In questo caso il gruppo S-CVT 1 e/o il gruppo S-CVT 2 hanno tre assi terminali, quello del portatreno, quello del solare, e quello della ruota anulare, possono essere sostituiti da dispositivi che variano il rapporto cinematico di trasmissione tra due soli assi, quello di ingresso e quello di uscita. I dispositivi che si intende impiegare per il controllo cinematico del rapporto di trasmissione sono quelli dell’arte nota (sistemi con pulegge a distanza variabile e cinghia a V, variatori tipo Beier, sistemi toroidali, sistemi di trasmissione idrostatica etc.), in cui il rapporto di trasmissione à ̈ operato attraverso un servomotore di bassa potenza che agisce su un attuatore che cambia la configurazione geometrica della trasmissione. Tipicamente questi sistemi non alterano il bilancio di potenza della macchina poiché non presentano un associato sistema per l’immagazzinamento e il rilascio di energia (sistemi EB 1 e EB 2) durante il funzionamento del dispositivo stesso. E’ noto però che tali realizzazioni tecniche presentano, rispetto agli accoppiamenti tra semplici ruote dentate, un rendimento energetico più basso, anche nel funzionamento in assenza di regolazione. I sistemi CVT a controllo cinematico hanno però maggiore semplicità costruttiva e costi più bassi e hanno solo due porte di ingresso/uscita per il collegamento all’impianto nel quale sono inseriti. Nel seguito tali dispositivi sono indicati nelle figure con la sigla CVT 1 e CVT 2. In particolare nella Fig. 6 il gruppo S-CVT 1 à ̈ stato sostituito dal gruppo CVT 1. Tale gruppo permette semplicemente di variare il rapporto di trasmissione tra l’asse di rotazione della testa rotante RH, asse di ingresso al CVT 1, e l’asse di uscita solidale al volano F. Il sistema di controllo CU, sulla base dei segnali inviati dai sensori S1,.., S5 regola il rapporto di trasmissione del CVT 1. In particolare se la tensione sui cavi di tiro si abbassa (in corrispondenza di una manovra di controllo del volo dell’aquilone o di una variazione della velocità del vento) il sistema CU può modificare il rapporto di trasmissione del CVT 1, aumentando il numero di giri del volano F corrispondenti ad un giro dell’asse di rotazione di RH. In questo modo l’inerzia della testa rotante RH che l’aquilone risente aumenta, aumentando così la tensione sui cavi di tiro. Al contrario, se la tensione aumenta eccessivamente frenando l’aquilone in modo giudicato eccessivo dal protocollo di controllo, il rapporto di trasmissione viene variato in senso opposto, riducendo l’inerzia equivalente della testa rotante che, sotto l’azione della forza dei cavi, accelera più prontamente riducendo la tensione dei cavi stessi.

Nella Fig. 7 à ̈ il gruppo S-CVT 2 ad essere sostituito da un gruppo CVT 2 che modificando il rapporto di trasmissione tra l’asse del volano e l’asse della macchina elettrica G ne regola la velocità.

Nella Fig. 8 entrambi i gruppi S-CVT 1 e S-CVT 2 sono stati sostituiti da due più semplici variatori di rapporto di trasmissione CVT 1 e CVT 2. Si noti come in questo caso siano completamente eliminati tutti i gruppi di immagazzinaggio dell’energia elettrica EB1 e EB2. La funzione à ̈ in questo caso assolta completamente dal volano F che accumula energia in sola forma meccanica, che a tal fine dovrà essere più precisamente dimensionato per poter fare fronte alle fluttuazioni di potenza provenienti dalla testa RH.

In una forma di realizzazione del dispositivo dell’invenzione alternativa alle precedenti à ̈ previsto un combinatore di moti di rotazione attorno all’asse verticale e di rotazioni azimutali del braccio. E’ da rilevare che durante il volo dell’aquilone, i cavi C, la cui lunghezza in fase di volo stabilizzato à ̈ all’incirca costante, a meno delle piccole variazioni dovute alle azioni di controllo di volo, impongono al braccio A forze che hanno componenti nelle tre direzioni dello spazio a cui à ̈ possibile associare nella produzione di energia non solo un moto di rotazione, ma anche un moto azimutale del braccio A per cui viene sfruttato sia il moto di rotazione della testa che quello azimutale del braccio A rispetto alla testa RH.

Nella Fig. 9 sono illustrati i due moti considerati per la generazione di potenza in questa forma di realizzazione dell’invenzione: il moto di rotazione φ della testa RH attorno all’asse z, il moto di rotazione azimutale ψ del braccio A articolato con la cerniera H rispetto alla testa RH.

Nella Fig. 10 si fornisce un esempio di realizzazione di un captatore di energia che combina i moti suddetti. Il sistema di captazione dell’energia meccanica à ̈ del tutto analogo a quello già descritto per il moto di rotazione della testa RH, ossia consta di un riduttore-rettificatore Q e di un sistema per modificare la resistenza esibita dal braccio A ai cavi di tiro C mediante un sistema S-CVT sostanzialmente identico a quelli descritti nelle Tavole 3 e 4. Il braccio A à ̈ solidale all’asse 30 che à ̈ collegato al moltiplicatore di giri e al raddrizzatore Q il cui schema à ̈ sostanzialmente identico a quello descritto nella Fig. 2, che recepisce per operare l’inversione delle rotazioni i segnali captati dal sensore S6. L’asse di uscita 31 entra nel gruppo S-CVT 3 che, a seconda dei segnali inviati dal sensore di velocità S6 all’unità di controllo 36, modifica il controllo della coppia sul solare del gruppo S-CVT 3 mediante un motoregeneratore collegato al gruppo di immagazzinamento dell’energia elettrica EB 3. L’asse di uscita 32 à ̈ collegato ad una ruota conica 33 in presa con la ruota conica 35 solidale ad un’asse folle rispetto alla testa rotante RH (tratteggiata nel disegno). L’asse 35 à ̈ quello di uscita dalla testa RH e il resto della macchina si articola come nelle Tavole precedentemente illustrate a partire dalla Fig. 1.

La rotazione Ï‘ e il momento torcente portato dall’asse 35 risultano dalla combinazione delle due rotazioni φ della testa RH e di rotazione azimutale ψ del braccio A, a seconda della legge implementata dall’unità di controllo 36. Tale potenza, combinazione di quella derivante dai due moti, à ̈ processata all’interno della macchina nei blocchi a seguire con l’identica procedura illustrata nei paragrafi precedenti.

Un particolare vantaggio del dispositivo dell’invenzione nelle sue varianti descritte sopra à ̈ il dispositivo portacavi. Infatti la elevata tensione dei cavi, soprattutto nella realizzazione di macchine di elevata potenza, produce delle forze di contatto molto grandi tra i cavi e la superficie del braccio portacavi A. Inoltre l’asse del braccio portacavi A risulta essere disallineato rispetto alla linea di tiro dei cavi. Tale disallineamento, se non si utilizzano particolari accorgimenti, produce che il cavo si trovi a strisciare lungo la superficie di contatto del braccio con un piccolo raggio di curvatura, condizione che produce un rapido deterioramento dei cavi stessi.

Per migliorare la durata dei cavi, il sistema qui proposto à ̈ costituito da un braccio il cui asse à ̈ deformabile e permette di avere un raggio di curvatura dei cavi di tiro passanti piuttosto grande distribuendo inoltre la pressione di contatto su molti appoggi.

Nella Fig. 14 à ̈ rappresentata la soluzione tecnica adottata con riferimento ad un singolo cavo. La base del braccio à ̈ costituita dalla cerniera H che porta lateralmente due supporti SP muniti di fori per l’alloggiamento della testa delle molle ST (o altri elementi elastici equivalenti). L’altra estremità degli elementi elastici ST à ̈ collegata ad analoghi fori praticati su un manicotto a sfere, detto vertebra V, all’interno del quale scorre il cavo C. Il sistema prevede una sequenza di elementi a vertebra V connessi tra loro con elementi elastici ST. Il cavo C, quando la forza applicata all’estremità non à ̈ allineata con l’asse originario del braccio, sollecita gli elementi V in modo che viene prodotto il loro disallineamento e l’asse del cavo diventa curvo, così come illustrato nella Fig. 14. Ciascuno degli elementi vertebra V à ̈ illustrato in dettaglio nella Fig. 12. L’elemento V consiste di un corpo 43 all’interno del quale à ̈ praticato un canale cilindrico occupato dal cavo 46. Il cavo 46 appoggia lateralmente su un manicotto a sfere 45 alloggiato nel corpo della vertebra V. La parte terminale della cavità portacavo prevede una strombatura conica supportata dalle spalle inclinate 44 della vertebra V, nella quale sono alloggiati ulteriori elementi sferici 40 che supportano lateralmente il cavo nelle sezioni di ingresso e di uscita dalla vertebra. La vertebra prevede anche la presenza di supporti laterali 41 nei quali sono praticate delle asole 42 per il montaggio della testa degli elementi elastici ST. La struttura, non completamente disegnata al disotto dell’asse a-a, à ̈ simmetrica rispetto all’asse a-a stesso.

Claims (7)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo di generazione dell’energia elettrica dall’energia eolica comprendente almeno un aquilone (K), uno o più cavi (C) di tiro, una testa rotante (RH) messa in rotazione dai cavi (C) di tiro dell’aquilone quando esso à ̈ in volo, un braccio (A) collegato da una parte alla testa rotante (RH) e dall’altra agli almeno uno o più cavi (C) di tiro, almeno due rotismi epicicloidali incorporanti treni di ingranaggi, macchine elettriche reversibili atte a controllare la coppia su detti treni di ingranaggi, una unità di controllo (CU) configurata per controllare simultaneamente ed indipendentemente la tensione dei cavi di tiro dell’aquilone, variando il momento resistente della testa rotante, e della velocità angolare della macchina elettrica (G) che eroga corrente alternata alla rete.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il controllo della tensione dei cavi (C) di tiro viene effettuato con un controllo della coppia su uno dei treni di ingranaggi dei due rotismi epicicloidali.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il controllo della tensione dei cavi (C) di tiro prevede un controllo della coppia effettuato simultaneamente su uno dei treni di un ingranaggio di un rotismo epicicloidale e su un rotismo ordinario, mediante le macchine elettriche reversibili.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il controllo della tensione dei cavi (C) di tiro prevede il controllo continuo del rapporto di trasmissione.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il controllo della tensione dei cavi (C) di tiro prevede un controllo continuo del rapporto di trasmissione tra due assi e prevede un controllo della coppia ottenuto mediante macchine elettriche reversibili ed eventualmente accoppiate con un treno di rotismi epicicloidali.
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui à ̈ previsto un sistema di regolazione della coppia resistente del braccio (A) in un suo moto azimutale per il controllo della tensione dei cavi (C) di tiro, comprendente un rettificatore per moto unidirezionale, su un variatore continuo del rapporto di trasmissione, di tipo cinematico o utilizzante coppie elettromagnetiche generate da una macchina elettrica reversibile, in modo tale da sfruttare in modo combinato il moto di rotazione della testa rotante e il moto di rotazione azimutale del braccio (A) articolato rispetto alla testa rotante (RH).
7. 7. Dispositivo secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni in cui à ̈ previsto un braccio flessibile (H, V) ad asse curvabile in funzione dei carichi dei cavi (C) di tiro avente funzioni di organo portacavi e per la trasmissione della forza dei cavi (C) di tiro alla testa rotante (RH).